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@@ -12,8 +12,8 @@
\geometry{margin=2.5cm}
\title{\textbf{Analisi termica} \\ \large Scatola su linea di forno}
\author{}
\date{}
\author{Davide Grilli}
\date{Aprile 2026}
\begin{document}
@@ -191,4 +191,57 @@ $\tau$ & Costante di tempo & $17.12\,\mathrm{s}$ \\
\caption{2° tratto $[117.5\,\mathrm{s}\text{--fine}]$: dati raw (blu) e curva di fit (rosso tratteggiato).}
\end{figure}
\clearpage
% ─────────────────────────────────────────────
\subsection{Raffreddamento doppio esponenziale}
\subsubsection*{Motivazione}
Osservando i fit singoli sovrapposti ai dati raw, si nota che nessuno dei due esponenziali riesce a descrivere l'intera curva: il fit del 1° tratto ($\tau_1 \approx 13\,\mathrm{s}$) decade troppo rapidamente nella fase finale, mentre il fit del 2° tratto ($\tau_2 \approx 17\,\mathrm{s}$) non coglie la dinamica iniziale più ripida. Questo suggerisce la presenza di due contributi termici sovrapposti con costanti di tempo diverse.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=\textwidth]{plot_confronto_fit.png}
\caption{Confronto tra il fit del 1° tratto (rosso) e del 2° tratto (verde) sovrapposti ai dati raw: nessuno dei due descrive correttamente l'intera curva.}
\end{figure}
Il raffreddamento viene quindi modellato come \textbf{combinazione lineare di due esponenziali}: il primo termine cattura una componente rapida (raffreddamento superficiale immediato), il secondo una componente lenta (dissipazione termica del nucleo della scatola):
\begin{equation}
T(t) = T_{\infty} + A_1 \cdot e^{-\frac{t - t_1}{\tau_1}} + A_2 \cdot e^{-\frac{t - t_2}{\tau_2}}
\end{equation}
con $T_{\infty} = 22.99\,°C$, $t_1 = 115.0\,\mathrm{s}$ e $t_2 = 117.5\,\mathrm{s}$ fissi. La zona $[115.9,\ 117.2\,\mathrm{s}]$ è esclusa con pesi nulli ($\sigma = 10^{10}$).
\subsubsection*{Parametri stimati}
\begin{table}[h!]
\centering
\caption{Parametri stimati — doppio esponenziale}
\begin{tabular}{lll}
\toprule
Parametro & Descrizione & Valore \\
\midrule
$A_1$ & Ampiezza componente rapida & $20.73 \pm 0.93\,°C$ \\
$\tau_1$ & Costante di tempo rapida & $1.80 \pm 0.17\,\mathrm{s}$ \\
$A_2$ & Ampiezza componente lenta & $152.44 \pm 0.65\,°C$ \\
$\tau_2$ & Costante di tempo lenta & $17.60 \pm 0.13\,\mathrm{s}$ \\
\bottomrule
\end{tabular}
\end{table}
\textbf{Curva stimata:}
\begin{equation}
T(t) = 22.99 + 20.73 \cdot e^{-\frac{t - 115.0}{1.80}} + 152.44 \cdot e^{-\frac{t - 117.5}{17.60}} \quad [°C]
\end{equation}
\textbf{Bontà del fit:} $R^2 = 0.9991$ (punti con peso pieno). Rispetto al singolo esponenziale ($R^2 = 0.9938$), il doppio esponenziale migliora significativamente il fit catturando la dinamica iniziale rapida ($\tau_1 \approx 1.8\,\mathrm{s}$).
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=\textwidth]{fit_doppio_esponenziale.png}
\caption{Fit doppio esponenziale: dati raw (blu), componente rapida (rosso punteggiato), componente lenta (verde punteggiato), somma totale (viola tratteggiato), zona esclusa (arancione).}
\end{figure}
\end{document}